תאורה תמיד הייתה מקור ליראה ותעלומה עבורנו בני תמותה דלים. בימי קדם, אנשים קישרו את זה לאלים כמו זאוס ות'ור, אבות הפנתונים היוונים והנורדיים. עם הולדת המדע המודרני והמטאורולוגיה, התאורה כבר לא נחשבת למחוז האלוהי. עם זאת, אין זה אומר שתחושת המסתורין שהיא טמונה פחתה מעט.
לדוגמה, מדענים גילו שברקים מתרחשים באטמוספרות של כוכבי לכת אחרים, כמו ענקית הגז יופיטר (כנדרש!) ועולמה הגהינום של ונוס. ולפי מחקר שנערך לאחרונה מאוניברסיטת קיוטו, קרני גאמא הנגרמות כתוצאה מתאורה אינטראקציות עם מולקולות אוויר, מייצרות באופן קבוע רדיואיסוטופים ואפילו פוזיטרונים - הגרסה האנטי-ממסדית של אלקטרונים.
המחקר, שכותרתו "תגובות פוטו-גרעניות מופעלות על ידי הפרשות בזק", הופיע לאחרונה בכתב העת המדעי טבע. המחקר הובל על ידי Teruaki Enoto, חוקר ממרכז Hakubi למחקר מתקדם באוניברסיטת קיוטו, וכלל חברים מאוניברסיטת טוקיו, אוניברסיטת הוקקאידו, אוניברסיטת נגויה, מרכז RIKEN Nishina, צוות MAXI וצוות האטום ביפן. סוכנות.
מזה זמן רב, הפיזיקאים היו מודעים לכך שפרצי קטנות של קרני גאמה אנרגיות גבוהות יכולות להיווצר על ידי סופות ברקים - מה שמכונה "הבזקי קרני גאמה יבשתיות". הם מאמינים כי הם תוצאה של שדות חשמליים סטטיים המאיצים אלקטרונים, אשר לאחר מכן הם האטים על ידי האטמוספרה. תופעה זו התגלתה לראשונה על ידי מצפה כוכבים מבוססי חלל, ונצפו קרניים של עד 100,000 וולט אלקטרונים (100 MeV).
בהתחשב ברמות האנרגיה המעורבות, צוות המחקר היפני ביקש לבחון כיצד פרצי קרני הגמא הללו מתקשרים עם מולקולות אוויר. כפי שהסביר Teruaki Enoto מאוניברסיטת קיוטו, המובילה את הפרויקט, בהודעה לעיתונות מאוניברסיטת קיוטו:
"כבר ידענו שענני הרעמים והברקים פולטים קרני גאמה, והשערנו שהם יגיבו בדרך כלשהי עם גרעיני היסודות הסביבתיים באטמוספירה. בחורף, אזור החוף המערבי של יפן אידיאלי לצפייה בברקים וסופות רעמים חזקות. אז, בשנת 2015 התחלנו לבנות סדרה של גלאי קרני גמא קטנות, והצבנו אותם במקומות שונים לאורך החוף. "
לרוע המזל הצוות נתקל בבעיות מימון לאורך הדרך. כפי שהסביר אנוטו, הם החליטו לפנות לקהל הרחב והקימו קמפיין מימון קהל למימון עבודתם. "הקמנו קמפיין מימון קהל דרך האתר 'האקדמאי'," הוא אמר, "ובו הסברנו את השיטה המדעית שלנו ואת יעדינו לפרויקט. בזכות התמיכה של כולם הצלחנו להשיג הרבה יותר מיעד המימון המקורי שלנו. "
הודות להצלחת הקמפיין שלהם, הציב הצוות והתקין גלאי חלקיקים מעבר לחוף הצפון-מערבי של הונשו. בפברואר 2017 הם התקנו עוד ארבעה גלאים בעיר קאשיווזאקי, שנמצאת במרחק של כמה מאות מטרים מהעיירה השכנה ניגאטה. מיד לאחר התקנת הגלאים אירעה שביתת בזק בניגאטה והצוות הצליח ללמוד אותו.
מה שהם מצאו היה משהו חדש לחלוטין ובלתי צפוי. לאחר ניתוח הנתונים, הצוות זיהה שלושה פרצי קרני גאמא ברורים של משתנה. הראשונה אורכה פחות ממילית שנייה, השנייה הייתה זרימת קרני גאמה שלקחה כמה אלפיות השנייה לריקבון, והאחרונה הייתה פליטה ממושכת שנמשכה כדקה. כפי שהסביר אנוטו:
"יכולנו לדעת שהפרץ הראשון היה ממכת הברק. באמצעות הניתוח והחישובים שלנו, בסופו של דבר קבענו גם את מקורות הפליטה השנייה והשלישית. "
הם קבעו כי הזריחה השנייה נגרמה בגלל שהברק הגיב עם חנקן באטמוספרה. בעיקרו של דבר, קרני הגמא מסוגלות לגרום למולקולות חנקן לאבד נויטרון, והיה זה הספיגה המחודשת של נויטרונים אלה על ידי חלקיקים אטמוספריים אחרים שייצרו את הזריחה לאחר קרני הגמא. הפליטה הסופית והממושכת הייתה תוצאה של פירוק אטומי חנקן בלתי יציבים.
כאן הדברים באמת נהיו מעניינים. עם התפרקות החנקן הבלתי יציב, הוא שחרר פוזיטרונים שהתנגשו אז באלקטרונים, וגרמו להשמדות חומר נגד חומר אשר שיחררו קרני גאמה נוספות. כפי שהסביר אנוטו, זה הוכיח, לראשונה, כי אנטי-חומר הוא דבר שיכול להתרחש בטבע בגלל מנגנונים משותפים.
"יש לנו רעיון זה שאנטי-חומר הוא דבר שקיים רק במדע הבדיוני," אמר. "מי ידע שזה יכול לעבור ממש מעל ראשינו ביום סוער? ואנחנו יודעים את כל זה בזכות תומכינו שהצטרפו אלינו דרך 'אקדמאים'. אנו מודים לכולם באמת. "
אם תוצאות אלה אכן נכונות, מאשר אנטי-חומר אינו החומר הנדיר ביותר שאנו נוטים לחשוב שהוא. בנוסף, המחקר יכול היה להציג הזדמנויות חדשות לפיזיקה אנרגיה גבוהה ולמחקר אנטי-חומר. כל מחקר זה יכול להביא גם לפיתוח טכניקות חדשות או מעודנות ליצירתו.
במבט קדימה, אנוטו וצוותו מקווים לערוך מחקר נוסף באמצעות עשרת הגלאים שעדיין פועלים לאורך חופי יפן. הם גם מקווים להמשיך ולערב את הציבור במחקריו, תהליך שהוא הרבה מעבר למימון הקהל וכולל את המאמצים של מדעני אזרחים לסייע בעיבוד ופרשנות נתונים.
